作为一种非介入性无损检测方法，超声多普勒在临床医学中具有广泛的应用。利用超声波的多普勒效应，可以无创检测人体内部的一些生理信息，如心血管系统血液动力学信息等。其中，检测和量化心脏、动脉和静脉中的血流状况是超声应用于医学诊断的一个重要方面，对于心血管疾病的研究及临床诊断有重要意义。 在检测血流速度的超声多普勒系统中，超声多普勒血流信号是由运动的红血细胞反射超声波束得到，它是一个非平稳的高斯随机过程，其血流速度与时频分布有着密切联系。估计超声多普勒血流信号时频分布的算法主要包括STFT(短时傅立叶变换)法、AR模型的算法、小波变换(WT)、MP(Matching Pursuit)算法、改进的MP算法等。已有研究得出，对于计算机仿真的具有非线性变化血流特性的超声多普勒血流信号，以上方法中改进的MP算法能更精确的估计信号的时频分布，从而能更精确地估计出血流速度。现有的用于计算机模拟的超声多普勒信号模型包括反傅里叶变换法、余弦信号叠加法、白噪声通过时变滤波器法等，这些方法总的来说都是从信号的频谱特性出发的。然而，频谱特性只是超声多普勒信号特性的一个方面，因此有必要研究能更全面地反映实际血流非线性变化速度特性的模拟方法，即从物理模型出发的模拟方法。对于物理模型产生的非线性变化速度测得的非线性变化速度超声多普勒信号，改进的MP算法在估算平均频率上是否仍然具有优势还需要用物理模型测量得到的信号来进行验证。 目前模拟具有非线性变化速度的超声多普勒信号模型一般可以分为四大类：人体或离体动物的血流信号；物理实验装置；电路实现的信号仿真器和计算机仿真模型。本文采用的是物理模型中的弦线式，通过制作一个不规则的转盘带动线旋转从而产生非线性变化的速度，通过超声多普勒测量仪器得到非线性变化速度的超声多普勒信号。 本论文建立了产生非线性变化速度的物理模型，测量得到了非线性变化速度的超声多普勒信号，对该信号用STFT和改进的MP算法进行处理，看改进的MP算法是否仍具有对计算机仿真信号一样的优点，即改进的MP算法是否能更准确的估计非线性变化速度超声信号的平均频率。通过实验结果的比较，可以得出，改进的MP算法在估计非线性变化速度超声多普勒信号的平均频率时更为精确。